支座更换

摘要：高速铁路桥梁由于梁体自重大，单个支座所承受的荷载远大于普速铁路桥梁支座所承受的荷载。同时，由于较大的自重，支座间荷载分配一旦偏离容许值，梁体易于在自重作用下产生破坏。支座的更换难度，也因梁体自重的影响而大为增加，施工不慎，将会导致梁体破坏，轻者易因此影响桥梁的寿命，严重情况下会引起梁体报废，影响甚至中断行车，造成损失。本文通过高速铁路桥梁支座更换施工过程的分析和实践经验，提出在施工阶段，高速铁路桥梁支座更换的施工和监控要点，供类似情况参考。

关键词：高速铁路支座更换施工监控

1高速铁路桥梁工程概述

高速铁路因其运营速度高，对轨道稳定性的要求苛刻，为保障桥梁地段的轨道在动、静荷载共同作用的复杂运营状态下的稳定性，桥梁的梁体设计也需要给予特别关注。为此，高速铁路桥梁梁体的设计几何尺寸都比较大，以便对在荷载作用下的梁体变形量进行严格的限制。同时，较大的梁体几何尺寸，使梁体圬工增加，进而使梁体自重大大增加。

就高速铁路桥梁的32m简支梁来看，梁体的宽度达到12m，梁高达到3.05m，每孔预制梁需浇筑混凝土310m3左右，梁体的自重接近900t，现浇梁由于受浇筑过程中的内模变形等影响，混凝土量更大，梁重甚至超过900t，每个支座的平均荷载仅梁体自重一项便需要达到220KN。而4m×32m道岔梁的梁宽最大处可达到21.7m甚至更宽，混凝土量达到2321 m3,梁体自重达到6500t。二期恒载中轨道部分大约296 KN/m,单支座承受的荷载可达到15000 KN。

由于高速铁路桥梁梁体自重巨大，与普速铁路相比，高速铁路桥梁支座及其安装施工具有相应的特点：

1.1单个支座所承受的荷载大。

1.2支承垫石表面高程差的误差必须严格控制，尤其对于处在对角线上的两块支承垫石表面高差的控制，必须更为严格。

1.3支座的安装施工务必正确无误，以免因施工疏忽造成不必要的返工。

1.4一旦支座因某种原因需要更换，则更换施工需要慎重对待，避免对梁体产生破坏。

2高速铁路桥梁支座更换施工工况特点

由于高速铁路桥梁严格的质量要求，尽管施工过程中施工方和监理方在各个环节进行严格的自控和监控，尤其在支座的安装施工方面经过多道把关，但从施工现场的实际情况来看，支座安装依然会出现问题。支座问题主要包括：

2.1支座解锁时机不符合要求，导致支座提前进入工作状态，支座的位移超出标准要求；

2.2由于支座装箱标识与箱内支座实际不一致，导致已安装支座的型号、位置与设计不符；

2.3由于支座自身质量原因，造成支座变形超出设计标准，以致无法正常工作，且无法修复。

现场实际操作中，在支座出现问题后，应就其表现进行分析，对不能正常工作的支座及早予以更换。施工阶段支座的更换，根据问题发现的时机，一般包括为以下工况，即：在无砟轨道施工前，发现支座出现问题并实施更换；无碴轨道的施工已经完成，但铺轨尚未进行前发现支座问题并适时更换；无砟轨道及铺轨施工完成且轨道已经锁定，发现支座问题并实施更换。

同时，在上述三种工况条件下，支座的问题可能出现在下述部位，即：简支梁的墩间支座；简支梁的桥台部位支座；连续梁的中间墩支座；连续梁的桥台部位支座。

3 支座更换的施工方法

根据在上述工况和部位的区别，支座更换的难度有所不同，其中，对于连续梁，由于其应力体系比简支梁复杂，因此连续梁墩间支座的更换难度较大，而连续梁在无砟轨道及铺轨施工完成且轨道已经锁定的情况下，中间墩上支座出现问题后，由于场地、应力计算和对轨道、接触网的影响不易确定，因此，其更换难度最大。下面以4m×32m道岔连续梁的中间墩的支座更换为例，介绍在该种工况条件下的支座更换方法。其他工况和位置条件下的支座更换，更易于操作，可参考实施。

某4×32m连续梁，主梁采用高度斜腹板截面，梁高3.05m。第一、二孔为单箱双室截面，第三、四孔为单箱三室截面。顶板宽度12m-21.69m，底板宽度5.5m-15.189m。全桥共分为A、B、C、D四个节段，按照A→B→C→D顺序施工。4m×32m连续梁3#墩共有三个支座，型号分别为GTQZ-II-15000DX, GTQZ-II-15000ZX和GTQZ-II-15000DX，支座反力都为15000KN，其中3#墩的中间支座为问题支座。二期荷载为232KN/m。

支座更换的总体方案：将梁端用千斤顶顶起一定高度，凿除灌浆料及部分垫石，取出支座，更换同型号支座。将更换支座调整至设计和铁路相关的《验收标准》要求后灌注灌浆料并恢复垫石。

支座更换的具体操作方法按以下步骤实施：

3.1材料准备

材料准备包括：千斤顶、百分表等其他机具，其中：千斤顶为双作用自锁千斤顶，顶升力为320t，千斤顶的数量按照梁体的重量确定，但需要有足够的顶升力储备。百分表用于梁体位移监测。机具包括：电焊机、六角扳手、槽钢、风镐、水准仪一台、吊车、手拉葫芦、气焊设备一套。脚手架、跳板各一套。

3.2人员准备

实施支座更换人员包括领工员2人，技术2人，工人10人，焊工1人，气焊工1人等。

3.3支座更换方案

3.3.1 施工顺序：施工准备→计算顶梁荷载→安放千斤顶→梁部顶起→凿除梁底支座上板处的楔形环氧砂浆及下板的砂浆找平层→移出支座→更换新支座→新支座调整→支座灌浆→拆除千斤顶。

3.3.2 施工准备

在中间墩下搭设脚手架及作业平台，平台宽不少于两米并搭设上下通道。

3.3.3 安放千斤顶

千斤顶位置、数量、型号及顶力的选择需经设计单位严格计算支座更换部位荷载后确定。千斤顶置于厚度1cm的钢板上。在墩顶均匀布设千斤顶，千斤顶的总数应该保证其所提供的顶升力能够满足顶起部位的荷载并有富余。一般情况下千斤顶所提供的顶升力应不小于该部位荷载的1.2倍。

3.3.4 顶梁

松开支座下座板与垫石层连接地脚螺栓5mm，然后略微顶升千斤顶3mm，使梁体带支座升高，保证支座下座板与垫石层脱离。卸载千斤顶，使支座落回原位，重新拧紧下板地脚螺栓。松开支座上板与梁体连接地脚螺栓5mm，梁顶升后保证顶板与梁体分离，然后再次顶升液压千斤顶3mm，使梁体与支座上座板脱离。顶升过程中，千斤顶顶升速度控制在0.01mm/S.

3.3.5 凿除砂浆找平层及垫石

当梁顶起后，先凿除支座下的砂浆找平层及梁底与上支座板之间的楔形混凝土，凿除时应按照由外向内的顺序凿除。

3.3.6 支座移出